Квадрат был разбит прямыми, параллельными его сторонам, на несколько прямоугольников (не обязательно равных). Затем эти прямоугольники были покрашены в жёлтый и синий цвета в шахматном порядке. Оказалось, что общая площадь синих прямоугольников совпала с общей площадью жёлтых. Докажите, что из синих прямоугольников можно сложить прямоугольник Напишите полное доказательство.
Переставим столбцы так, чтобы все синие прямоугольники в первой строке шли подряд, начиная с левого края. Легко понять, что при этом и во всех остальных строках синие прямоугольники будут идти подряд: в нечётных — с левого края, в чётных — с правого. Также подряд будут идти во всех строках и жёлтые прямоугольники.
Теперь переставим строки так, чтобы все бывшие строки с нечётными номерами шли подряд, и все бывшие строки с чётными — тоже. Тогда все прямоугольники сгруппируются в четыре больших (см. левый рисунок). Если мы покажем теперь, что общая вершина двух синих прямоугольников при выполнении условия задачи лежит на одной из средних линий квадрата, получится, что оба синих прямоугольника имеют сторону, равную 1, а сумма двух других сторон равна 2, и задача будет решена. Допустим, это не так. Пусть, например, центр квадрата — внутри синего прямоугольника.
Пусть тогда высота нижнего жёлтого прямоугольника равна a < 1, а ширина правого — b < 1. Отложим сверху и слева соответственно длины a и b и разделим квадрат на 9 прямоугольников как на рисунке. Через Si будем обозначать площадь i-го прямоугольника. Тогда S1 = S7, S4 = S6, S2 = S8 и S3 = S9. Но тогда площадь всех синих прямоугольников больше площади всех жёлтых на S5. А должна быть равна (так как они составляют по половине площади квадрата). Аналогичное противоречие получается, если центр квадрата лежит внутри жёлтого прямоугольника.